李俊风课程设计

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第一章 绪论 .......................................................................................................................................... 1 1.1食醋的起源与功能 ...................................................................................................................... 1 1.2食醋的种类 .................................................................................................................................. 1 1.3食醋的原料 .................................................................................................................................. 1 1.4食醋的生产工艺 .......................................................................................................................... 2 1.5液态法食醋质量标准 .................................................................................................................. 3 第二章 生产方案和流程的确定 .......................................................................................................... 4 1.1设计任务 ...................................................................................................................................... 4 1.2生产方案的确定 .......................................................................................................................... 4 1.3生产流程的确定 .......................................................................................................................... 4 1.3.1 菌种选择............................................................................................................................. 4 1.3.2. 原料预处理 ....................................................................................................................... 4 1.3.3. 糖化： .............................................................................................................................. 5 1.3.4. 酒精发酵........................................................................................................................... 6 1.3.5. 醋酸发酵 ............................................................................................................................. 6 1.3.6. 压滤 .................................................................................................................................. 7 1.3.7. 配兑和灭菌.......................................................................................................................... 7 1.3.8. 陈酿 .................................................................................................................................. 7 1.4生产工艺流程示意图 .................................................................................................................. 8 第三章 工艺设计及计算 ...................................................................................................................... 9 3.1工艺技术指标及基础数据 .......................................................................................................... 9 3.2物料计算 ...................................................................................................................................... 9 3.2.1. 主要原料的物料衡算 .......................................................................................................... 9 3.2.2. 蒸煮醪量的计算 ................................................................................................................ 11 3.2.3. 糖化醪量的计算 ................................................................................................................ 13 3.2.4. 酒精发酵醪的计算 ............................................................................................................ 13 3.2.5. 醋酸发酵醪的计算 ............................................................................................................ 14 第四章 设备设计与选型 .................................................................................................................... 16 4.1液化车间 .................................................................................................................................... 16 4.1.1. 生产能力的计算 ................................................................................................................ 16 4.1.2. 液化罐数量N1的确定，发酵周期8天： ...................................................................... 16 4.1.3. 主要尺寸计算： ................................................................................................................ 16 4.2糖化车间 .................................................................................................................................... 16 4.2.1. 生产能力的计算 ................................................................................................................ 16 4.2.2. 糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天： .................................................................... 17 4.2.3. 主要尺寸计算（设上封头的容积与下封头相等）： ...................................................... 17 4.3酒精发酵车间 ............................................................................................................................ 17 4.3.1. 生产能力的计算 ................................................................................................................ 17

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4.3.2. 酒精发酵罐数量N3的确定： .......................................................................................... 17 4.3.3. 主要尺寸计算： ................................................................................................................ 17 4.4醋酸发酵车间 ............................................................................................................................ 18 4.4.1. 生产能力的计算 ................................................................................................................ 18 4.4.2. 醋酸发酵罐数量N4的确定： .......................................................................................... 18 4.4.3. 主要尺寸的计算 ................................................................................................................ 18 4.4.4. 转子与定子的确定 ............................................................................................................ 19 4.5. 车间设备一览表 ...................................................................................................................... 20 第五章 总结与谢辞 ............................................................................................................................ 21 参考文献 ................................................................................................................................................ 22

第一章 项目总论

第一章 绪论

1.1食醋的起源与功能

食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自周朝开始，已有2500年历史。中国各地物产气候不同，产生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江苏镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、辽宁喀左陈醋等。《中国医药大典》记载，“醋产浙江杭绍二县为最佳，实则以江苏镇江为”，镇江香醋以糯米为原料，是一种典型的米醋。梁人陶弘景《神农本草经注》中就有关于镇江米醋用法的记载，据此，镇江香醋已有1400多年的历史。

性能：味酸、甘，性平。归胃、肝经。能消食开胃，散淤血，止血，解毒。 因原料和制作方法的不同，醋的成品风味迥异。醋是用得较多的酸性调味料。每100mL醋中的醋酸含量，普通醋为3.5g以上，优级醋为5g以上。由于醋能改善和调节人体的新陈代谢，作为饮食调料，需要量不断增长。

1.2食醋的种类

食醋可划分为酿造醋、合成醋、再制醋三大类。

酿造醋是用粮食等为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。除主要成分醋酸外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分和风味成分。

合成醋是用化学方法合成的醋酸配制而成，缺乏发酵调味品的风味，质量不佳。

再制醋是以酿造醋为基料，经过进一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固体醋等。

1.3食醋的原料

食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。 主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。

辅料，一般使用谷糠、麸皮或豆粕作辅料。他们不仅含有一定量的碳水化合物，而且含有丰富的蛋白质和矿物质，为酿醋用微生物提供营养物质，并增加成醋的糖分和氨基酸含量，形成醋的色香味成分。

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第一章 项目总论

填充料，固态发酵法制醋以及速酿法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，积存和流通空气。

添加剂：

食盐，醋醅发酵成熟后要及时加入食盐以抑制醋酸菌，防止醋酸菌将醋酸分解，同时食盐还起到调和风味的作用。

砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并赋予食醋特殊的风味。 炒米色，能增加醋色泽及香气。

1.4食醋的生产工艺

食醋的生产工艺分固态法及液态法两类。

(1) 固态法酿醋工艺 传统的固态法酿醋工艺主要有3种。1、用大曲制醋：以高粱为主要原料，利用大曲中分泌的酶，进行低温糖化与酒精发酵后，将成熟醋醅的一半置于熏醅缸内，用文火加热，完成熏醅后，再加入另一半成熟醋醅淋出的醋液浸泡，然后淋出新醋。最后，将新醋经三伏一冬日晒液与捞冰的陈酿过程，制成色泽黑裼、质地浓稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陈醋。2、用小曲制醋：以糯米和大米为原料，先利用小曲（又称酒药）中的根霉和酵母等微生物，在米饭粒上进行固态培菌，边糖化边发酵。再加水及麦曲，继续糖化和酒精发酵。然后酒醪中拌入麸皮成固态入缸，添加优质醋醅作种子，采用固态分层发酵，逐步扩大醋酸菌繁殖。经陈醋酿后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加热煮沸而得香醋。著名的有镇江香醋。3、以麸皮为主料，用糯米加酒或蓼汁制成醋母进行醋酸发酵，醋醅陈酿一年，制得风味独特的麸醋。著名的有四川保宁（今阆中县）麸醋及四川渠县三汇特醋。

固态发醋法酿醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以发酵周期长，醋酸发酵中又需要翻醅，劳动强度大。目前已采用纯种培养麸曲作糖化剂，添加纯种培养酵母菌制成的酒母，进行酒精发酵，再用纯种培养醋酸菌制成的醋母，进行醋酸发酵而制得食醋。也有采用酶法液化通风回流法，将原料加水浸泡磨浆后，先添加细菌α-淀粉酶加热液化,再加麸曲糖化,糖化醪冷却,加入酒母进行酒精发酵,待酒精发酵结束,将酒醪、麸皮、砻糠与醋母充分混合后，送入设有假底的醋酸发酵池中，假底下有通风洞，可让空气自然进入，利用自然通风及醋回流代替翻醅，并使醋醅发酵温度均匀，直至成熟。酶法液化通风回流法的产量，出醋

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第一章 项目总论

率和劳动生产率均比传统法高。

(2) 液态法酿醋工艺 传统的液态法酿醋工艺有多种。1、以大米为原料，蒸熟后在酒坛中自然发霉，然后加水成液态，常温发酵3-4个月。醋醪成熟后，经压榨、澄清、消毒灭菌，即得色泽鲜艳、气味清香、酸味不刺鼻、口味醇厚的成品。著名的有江淅玫瑰米醋。2、以糯米、红曲、芝麻为原料，采用分次添加法，进行自然液态发酵，并经3年陈酿，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建红曲老醋。3、以稀释的酒液为原料，通过有填充料的速酿塔内进行醋酸发酵而成，如辽宁省丹东白醋。

液态发酵法制醋也渐采用深层发酵新工艺。淀粉质原料经液化、糖化及酒精发酵后，酒醪送入发酵罐内，接入纯粹培养逐级扩大的醋酸菌液，控制品温及通风量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，缩短生产周期。发酵罐类型较多，现已趋缶使用自吸式充气发酵罐。它于50年代初期被联邦德国首先用于食醋生产，称为弗林斯醋酸发酵罐，并在1969年取得专利。日本、欧洲诸国相继采用。中国自1973年开始使用。

食醋品种虽然繁多、工艺条件各具特色，但食醋酿造的基本工艺流程包含淀粉糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个阶段。具体工艺流程如下：

醋酸菌醋酸发酵

大米 可发酵糖 糊精等

CO2

酒精

醋酸

图1、醋酸基本工艺流程

1.5液态法食醋质量标准

(1) 感官指标

具有本品种固有的色泽; 有正常酿造食醋的滋味。 (2) 理化指标

项目 总酸（以醋酸计）含量/(g/100ml) 无盐固型物含量/(g/100ml)

≥1.5 指标 粮食醋 ≥3.5 ≥1.0 其他醋 3

第三章 工艺设计及计算

（4）酒精发酵成熟醪总质量（含醋母醪量）：

633 – 38.2 – 0.8 = 594kg

（5）成熟醪体积（成熟醪密度为0.99kg/L）：

594 / 0.99 = 600 L

（6）成熟醪中酒精体积分数 （酒精d420=0.7893）：

酒精体积分数=

3.2.5. 醋酸发酵醪的计算

20（1）醋酸发酵醪质量 (含醋母醪量) 发酵时添加蛋白质水解液（d4?1.2）

39.9?100%=8.43%

0.7893?60050kg/t：

594 + 50 = 644kg （2）醋酸发酵醪体积：

600 + 50/1.2 = 641.7L

（3）原料产醋量（转化率取84%）：

39.9×1.30×84% = 43.57kg （4）醋酸发酵时消耗氧气：

43.57×

32 = 23.2kg 60（5）醋酸成熟醪的质量：

644 + 23.2 = 667.2Kg

（6）成熟醪体积（成熟醪密度1.01Kg/L）：

667.2/1.01 = 660.6 L （7）成熟醪醋酸的质量分数：

43.57/667.2 = 6.53%

（8）配兑消毒后成品中醋酸量 按经验数据：压滤损失4%，消毒运输损失为1.2%，共损失5.2%，则醋酸量：

43.57*(1?4%?1.2%) = 41.3kg

（9）配兑成4%醋酸含量的成品醋的质量：

41.3/0.04 = 1032.5kg > 1t ， 所以符合生产要求 （10）4%成品醋的体积（成品醋密度1.01Kg/L）：

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第三章 工艺设计及计算

1032.5/1.01= 1032.5L

（11）原料出醋率：

1032.5/148.4=6.96（Kg/Kg）

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第四章 设备设计与选型

第四章 设备设计与选型

4.1液化车间

4.1.1. 生产能力的计算

每生产1t食醋需粉浆量：594.57Kg 液化后醪液量：605kg

每生产1t食醋需粉浆体积（粉浆密度1.07kg/L）：

594.57/1.07=556L=0.556m3

每天生产食醋304t，液化罐填充量80%，则每天需要液化罐的总容积：

304?0.556/0.8?211.28m3

4.1.2. 液化罐数量N1的确定，发酵周期8天：

现取公称容积200m3的液化罐，实际容积为230m3.

N1?211.28?8?7.3（个）

230现取公称容积230m3液化罐8个；

4.1.3. 主要尺寸计算：

V全?V筒?2V封?230m3

V全?0.785D2?2D??3D?2?230m3 24H=2D；则有

解方程得： 1.57D3+0.26D3=230

D =

3230?5.009m 取5.0m 1.83H = 2D = 10m

查表得封头高：H封?ha?hb=600+25=625mm ; 封头容积16.4m3

4.2糖化车间

4.2.1. 生产能力的计算

每生产1t食醋需糖化醪量：633kg

每生产1t食醋需糖化醪体积（糖化醪密度1.05kg/L）：

633/1.05=603L=0.603m3

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第四章 设备设计与选型

每天生产食醋304t，糖化罐填充量80%，则每天需要糖化罐的总容积：

304×0.603/0.8 =229.14m3

4.2.2. 糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天：

现取公称容积200m3的糖化罐，底封头为椭圆形封头，实际容积为230m3.

N2 =

16?8? 2.2（个） 58现取公称容积50m3糖化罐3个

4.2.3. 主要尺寸计算（设上封头的容积与下封头相等）：

V全=V筒+2V封=58m3

糖化罐罐体不能太高或太矮取H:D=1.5; H=1.5D； 则有

V全=0.785D2*1.5D??24D3*2=58

解方程得： 1.18D3+0.26D3=59

D =

358= 3.43m 取3.4m 1.44H = 1.5D = 5.1m 取5m

查表得封头高：H封?ha?hb=850+50=900mm ; 封头容积5.60m3

4.3酒精发酵车间

4.3.1. 生产能力的计算

每生产1t食醋需糖化成熟醪体积：600 L=0.6m3

每天生产食醋304t，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容积：

304×0.6/0.85 = 214.59m3

4.3.2. 酒精发酵罐数量N3的确定：

现取公称容积200m3的发酵罐，实际容积为230m3.

N2?214.59?8?7.46（个）

230现取公称容积200m3发酵罐8个

4.3.3. 主要尺寸计算：

V全?V筒?2V封?230m3

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第四章 设备设计与选型

H=2D；则有

V全?0.785D2?2D??3D?2?230m3 24解方程得： 1.57D3+0.26D3=230

D =

3230?5.009m 取5.0m 1.83H = 2D = 10m

查表得封头高：H封?ha?hb=600+25=625mm ; 封头容积16.4m3

4.4醋酸发酵车间

4.4.1. 生产能力的计算

每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：641.7L = 0.642m3

每天生产食醋304t，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容积：

304×0.642/0.70 =278.81m3

4.4.2. 醋酸发酵罐数量N4的确定：

现取公称容积200m3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为230m3.

N4 =

278.81?8?9.70（个）

230现取公称容积200m3发酵罐10个

年产醋酸醪液质量： 4013/0.0653 = 61455t

式中 0.0653——成熟醋酸醪液醋酸含 年产醋酸醪液体积： V醪 = 61455/1.01 = 60847m3 式中 1.01——醋酸醪液密度 4.4.3. 主要尺寸的计算

现按公称容积200m3的发酵罐计算。

V全=V筒+2V封=230m3；封头折边忽略不计，以方便计算。 H=2D；则有

V全?0.785D2?2D??3D?2?230m3 24解方程得： 1.57D3+0.26D3=230

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第四章 设备设计与选型

D =

3230?5.009m 取5.0m 1.83H = 2D = 10m

查表得封头高：H封?ha?hb=600+25=625mm ; 封头容积1.93m3 V’全=V筒+2V封 = 1.57D3 + 1.93×2 = 25.56 m3 4.4.4. 转子与定子的确定

实践表明，三棱叶转子的特点是转子直径较大，在较低转速时可获得较大的

吸气量，当罐压在一定范围内变化时，其吸气量也比较稳定，吸程也较大，但所需的搅拌功率也较高。

三角叶叶轮直径：D = 0.35D罐= 0.35×5.0= 1.75m 取1.8m 叶轮外径：d=D=1.8m

9D=1.01m 163交点圆径：φ=D=0.68m

81叶轮高度：h=D=0.5m

47挡水口径：φ2=D= 1.3m

103导轮内径：φ3=D=2.7m

2浆液长度：e=

簧叶角：α=45° 间隙：δ=2mm 叶片厚：b=5mm

叶轮外缘高：h1=h+2b=0.501m 导轮外缘高：h2=h1+2b=0.502m

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第四章 设备设计与选型

4.5. 车间设备一览表

表2 100000t/a食醋厂深层发酵车间主要设备

设备名称 锤式粉碎机 螺旋输送器 调浆罐 粉浆高位槽 液化罐 糖化罐 酒精发酵罐 鼓风机 空气过滤器

自吸式醋酸发酵罐 板框压滤机 滤液配兑池 贮存罐

台数 10 2 1 2 8 12 8 3 3 10 2 1 20

规格与型号 2t/h 2.5t/h V=2m3 V=5m3 V=200m3 V=200m3 V=200m3

A=0.785 m3 V=200m3 KP-629

V=50

材料 CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢） CS（碳钢）

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第五章 总结与谢词

第五章 总结与谢辞

通过本次设计我对醋酸的发酵工艺、各项技术指标都有了很深刻的认识。更加锻炼了自己查阅文献的能力和CAD软件绘图的能力，由于去年的课程设计是酒精发酵因此这次的醋酸发酵做起来感觉还是很轻松的。这里我要感谢陶老师对我的精心辅导和帮助，感谢他及时的指正我在设计过程中存在的错误并帮我提出解决方法，同时也要感谢多位同学对我的指导和帮助；设计工作的完成，也离不开学校给予提供的广阔的信息资源和先进的设备。在此我也要对我的学校表示衷心的感谢。

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参考文献

参考文献

1 吴思芳. 发酵工厂工艺设计概论. 北京：中国轻工业出版社，2005年. 2 蒋家新. 食品生产技术. 北京：中国轻工业出版社. 3 王福源. 现代食品发酵技术. 北京：中国轻工业出版社. 4 梁世中. 生物工程设备. 北京：中国轻工业出版社，2006年. 5 白凤武. 食品与发酵工业[J]. 1995.(1). 6 王永亮. 酒精工业[J]. 1998.(1).

7 陶兴无. 发酵产品工艺学. 化学工业出版社，2008年.

8 上海市酿造科学研究所. 发酵调味品生产技术. 北京：中国轻工业出版社，1998年. 9 张燕荣. 调味品工艺学. 科学出版社，2008年. 10 赵继伦. 酒精发酵工艺学. 华南理工大学出版社. 11 王常南. 酿酒[J].1999.(6).

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j7fd.html